Was ist unter Postgenomik zu verstehen? Als Genom bezeichnet man die Gesamtheit der Erbinformation, die in den Zellkernen eines Organismus in Form von Desoxyribonukleinsäure (DNA) gespeichert ist. Genomik meint dann zunächst nichts weiter als das wissenschaftliche Feld, auf dem Forscher die möglichst vollständige Aufklärung des molekularen Aufbaus von Genomen betreiben; untersucht wird die Abfolge oder "Sequenz" von Basenpaaren, aus denen sich die Kettenmoleküle der DNA zusammensetzen.

Wörtlich benennt der Ausdruck "Postgenomik" daher zunächst einmal nur die Phase, in der sich die Lebenswissenschaften befinden, seit es Anfang der 1990er Jahre gelang, über einzelne Chromosomenabschnitte hinaus ganze Chromosomensätze vollständig zu sequenzieren.

So weit, so gut, möchte man sagen. Genomische Großprojekte wie insbesondere das Humangenomprojekt konnten zu Beginn des neuen Jahrtausends rechtzeitig zum fünfzigsten Jahrestag der Aufklärung der Doppelhelixstruktur der DNA (im Jahr 1953) zum Abschluss gebracht werden. Doch nun sahen sich die Biowissenschaften vor ganz neuartige Fragen gestellt - Fragen, die nicht nur die Zusammensetzung, sondern auch die Expression und die gesamte Funktionsweise des Genoms betreffen, und auf die es gegenwärtig noch keine überzeugenden, geschweige denn abschließende Antworten gibt.

Vor allem die Genetik - als Wissenschaft von der Vererbung ein Kind des 20. Jahrhunderts - findet sich unversehens an der Schwelle zu einem grundlegenden Denkwandel wieder, mit unabsehbaren Folgen. Wie ist es dazu gekommen?

Für Evelyn Fox Keller waren es "gerade die Erfolge" der Genomik, die "auch ihre Triebfeder, den Genbegriff, radikal unterminiert[en]". In Teilen der Wissenschaft werden daher schon Stimmen laut, die den Genbegriff als fundamentale Einheit des biologischen Denkens in Frage stellen. Immer öfter liest man hier Sätze wie: "Das 'Gen' ist zu einem vagen und schlecht definierten Begriff geworden. [...] Was ist ein 'Gen'? Überraschender Weise gibt es in der Welt der Biologie und Genetik keine einfache Antwort mehr.").

Manche wollen den Genbegriff sogar - zu Gunsten grundsätzlich neuer, systemischer Denkweisen - ganz aufgeben. Hier wie dort heißt es: "Gen in der Krise". Zugleich rücken bereits überwunden geglaubte Denkfiguren wie die Vererbung erworbener Eigenschaften oder die Einteilung des Menschen nach Rassen erneut in den Brennpunkt wissenschaftlicher und medizinischer Debatten. Auf all diese Uneindeutigkeiten und Ungleichzeitigkeiten spielt die Rede von der "Postgenomik" mit ihrer offenkundigen Anlehnung an die "Postmoderne" an.

Um den Gegenwartshorizont der Lebenswissenschaften angesichts dieser verwirrenden Situation abzustecken, ist eine wissenschaftshistorische Bestandsaufnahme angebracht. "Das Gen" wird darin trotz seiner gegenwärtigen Infragestellung eine herausragende Rolle spielen. Denn selbst seine heutigen Kritiker bestreiten kaum, dass es als wissenschaftliches Objekt und als Begriff die Biologie des 20. Jahrhunderts zentral organisiert hat. Auch aus dem öffentlichen Diskurs ist es keineswegs verschwunden. Man könnte glauben, dass die zentrale Stellung des Gens in der Biologie des 20. Jahrhunderts eigentlich nur damit zu tun haben kann, dass ihm, unter Absehung von der Komplexität und Vielfalt der Lebenserscheinungen, eine ganz bestimmte und einfache Bedeutung beigelegt wurde.

Aber es hat zu keinem Zeitpunkt eine einfache und allseits akzeptierte Definition des Gens gegeben, und schon gar keine simplifizierend-reduktionistische, die den Genetikern und Molekularbiologen des 20. Jahrhunderts von den eifrigsten Verfechtern eines grundsätzlichen Neuanfangs in den Lebenswissenschaften gern unterstellt wird. Vielmehr befand sich der Begriff des Gens - und das ist durchaus typisch für einen historisch einflussreichen wissenschaftlichen Terminus - immer "im Fluss".

Bereits der dänische Botaniker Wilhelm Johannsen trug dem Rechnung, als er "das Gen" vor genau einhundert Jahren in die wissenschaftliche Literatur einführte, ihm jedoch ausdrücklich eine allenfalls vage begriffliche Bedeutung beilegte. "Das Wort Gen", schrieb er 1909, sei "völlig frei von jeder Hypothese" und solle "bloß die einfache Vorstellung" zum Ausdruck bringen, "dass durch 'etwas' in den Gameten [das heißt den Keimzellen] eine Eigenschaft des sich entwickelnden Organismus bedingt oder mitbestimmt wird oder werden kann".

Vererbung als Problem

Im 20. Jahrhundert gab es natürlich dennoch immer neue Versuche, diesem "Etwas" bestimmte Bedeutungen beizulegen. Aber die anschließende "Operationalisierung" der gerade gewonnenen Definition - der Versuch, sie, meist zu experimentellen Zwecken, handhabbar zu machen - resultierte typischerweise in neuen Rätseln und rief damit wiederum zu alternativen und noch komplexeren Beschreibungen und Erklärungen auf. Etwas paradox kann man sagen, dass mit jeder definitorischen Festlegung weitere Anlässe für die Infragestellung des Gens geschaffen wurden und dass gerade hierin die wissenschaftliche Produktivität des Begriffs lag.

Seine Position als zentrales organisierendes Thema der Biologie des 20. Jahrhunderts verdankte "das Gen" also weniger seiner immer definitiver und genauer werdenden Bestimmung als vielmehr der Tatsache, dass der korrespondierende Forschungsgegenstand, das Gen als "epistemisches Objekt", sich Zug um Zug einer instrumentell vermittelten, experimentellen Handhabung erschloss. Dies geschah auf unterschiedliche Weise.

In der Biologie des 19. Jahrhunderts begann sich "Vererbung" als zentrales Problem abzuzeichnen. Dabei umkreisten die damaligen Vererbungsvorstellungen kein einfaches Phänomen; schon gar nicht sollten die Ähnlichkeiten zwischen Eltern und Kindern (etwa in der Haar- oder Augenfarbe) neu begründet werden, die bereits seit der Antike im Sinne der Regel "Gleiches erzeugt immer sich Gleiches" erklärt wurden.

Wenn Naturforscher in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit wachsender Eindringlichkeit von Vererbungsvorgängen sprachen, hatten sie vielmehr etwas vor Augen, das dem ersten Blick als kapriziöse Ausnahmekonstellation erscheinen konnte. Denn von Vererbung sprachen sie eigentlich nur dann, wenn sich eine Abweichung von der Norm beobachten ließ - eine Krankheit, eine Missbildung oder auch nur ein besonders auffälliges Merkmal -, die in darauf folgenden Generationen trotz ihres scheinbar zufälligen und individuellen Ursprungs immer wieder auftrat.

Diese Beobachtung sprach für die Annahme eines generationenübergreifenden Systems mikroskopischer "Keime" oder "Anlagen", das eigenen Entwicklungsgesetzen gehorchte und sich - wenn überhaupt - nur unvollkommen in individuellen, der direkten Beobachtung zugänglichen Lebenserscheinungen manifestierte. Ein Zugriff auf diese Ebene des Lebens war nur theoretisch oder im Experiment möglich.

Der Aufstieg der klassischen Genetik in den ersten Dezennien des 20. Jahrhunderts wurde bereits im Jahr 1900 durch die sogenannte Wiederentdeckung der Arbeiten des Brünner Augustinermönches Gregor Mendel eingeleitet. Weitgehend unbemerkt vom zeitgenössischen Wissenschaftsbetrieb hatte Mendel schon in den 1860er Jahren ein Experimentalsystem geschaffen, das die genetische Konstitution von Organismen durch gezielte Kreuzungsversuche aufzudecken erlaubte.

In der Hand seiner "Wiederentdecker" wurde daraus zu Beginn des 20. Jahrhunderts mit erstaunlicher Geschwindigkeit ein Instrument zur Untersuchung von einfachen, aber auch schon komplexen Erbgängen. Phänomene der Kopplung und Wechselwirkung zwischen Genen sowie geschlechtsgebundene und multifaktorielle Vererbung durchkreuzten bald den in den Mendelschen Regeln vorausgesetzten Idealfall, demzufolge elementare Erbanlagen statistisch auf die Keimzellen verteilt und unabhängig voneinander weitergegeben wurden.

Als biologische Leitdisziplin wirkte die Genetik weit über ihren ursprünglich engen disziplinären Rahmen hinaus. Die Weitergabe der Anlagen für Merkmale und deren Entwicklung wurden voneinander unabhängigen und jeweils eigenen Gesetzmäßigkeiten unterworfenen Ordnungen zugeschrieben, dem Genotyp und dem Phänotyp, und diese kategorische Unterscheidung beherrschte bald das Denken der Epoche über das Lebendige.

Obwohl die klassische Genetik ihrem Ansatz nach eine vorwiegend phänomenologisch und formal orientierte Wissenschaft war, standen Fragen der Evolution und der Embryologie zu jeder Zeit an ihrem Horizont. Vor allem in den 1930er Jahren ging man dazu über, der Bedeutung von Genen für die Evolution von Populationen und innerhalb der Entwicklung von Einzelorganismen experimentell und mit mathematischen Modellen nachzuspüren. Über die physische Natur des genetischen Materials, die Mechanismen seiner Weitergabe von Generation zu Generation sowie seine Wirkungsweise im Körper wurde allerdings auch in dieser Phase kaum Klarheit erreicht, trotz der erstaunlichen Erfolge bei der Aufklärung seiner formalen inneren Struktur.

Die Molekularisierung der Biologie

Um die Mitte des 20. Jahrhunderts rückte die Molekularisierung der Genetik ins Zentrum. Im Gefolge der biophysikalischen und biochemischen Techniken, die in der ersten Jahrhunderthälfte Einzug in die Lebenswissenschaften gehalten hatten, erschloss sich die Materialität des Gens und schuf Raum für einen neuen Diskurs über die eigentümliche Natur des Lebendigen, der um die Zentralmetapher der Information kreiste. Besonders folgenschwer war die Entwicklung molekulargenetischer Instrumentarien, mit denen sich das Genmaterial direkt manipulieren ließ.

An der Entwicklung der Molekularbiologie ist Ähnliches zu beobachten wie zuvor an der Entwicklung der klassischen Genetik: Ausgehend von einer einfachen Annahme - dem sogenannten "zentralen Dogma" der Molekularbiologie, wonach genetische Information ausschließlich von den Genen zu den Proteinen fließt und nie den umgekehrten Weg nimmt - ergab sich zur Überraschung vieler Beteiligter ein zunehmend komplexes Bild der Expression und Transmission genetischer Information. Beide Prozesse wurden offenbar von regulierenden Netzwerken, verteilten Architekturen und epigenetischen Mechanismen gesteuert.

Die Molekularisierung der Biologie hat eine schrittweise Veränderung der Perspektive auf Entwicklung und Evolution bewirkt. Während "das Gen" als bestimmender Faktor für die Expression von Merkmalen zunehmend verschwimmt, nimmt es gleichzeitig Züge einer "Ressource" an, die in evolutionären, ontogenetischen und metabolischen Prozessen auf unterschiedliche Weise mobilisiert werden kann.

Eine neue Generation genetischer und postgenetischer Technologien macht organismische Systemzustände sichtbar. Sie werden nicht nur das menschliche Reproduktionsverhalten, sondern auch die medizinische Therapeutik im 21. Jahrhundert mitbestimmen und erlauben es, wenn auch allenfalls in Umrissen zu zeichnen, welche Art von Entwicklungen auf diesem Gebiet für ein postgenomisches Zeitalter charakteristisch sein könnten.

Im selben Maße, in dem sich Vorstellungen von Genen als atomaren Erbanlagen aufgelöst haben, hat sich der Gedanke eines modularen Ensembles aus genetischen und epigenetischen Mechanismen konkretisiert, was heute nicht nur die gezielte Reprogrammierung von Zellen, sondern auch deren synthetische Produktion am Horizont des technisch Machbaren erscheinen lässt.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob die gegenwärtige Phase der Postgenomik uns tatsächlich - gleichsam in Selbstüberwindung des genetischen und molekularbiologischen Reduktionismus - an die Ufer einer neuen, ganzheitlichen Systembiologie geführt hat; oder ob in ihr nicht doch jene reduktive Sicht des Lebens triumphiert, die der klassischen wie auch der molekularen Genetik eigen war. Doch weder steht die Forschung kurz vor einem Durchbruch, der mit allen vorherigen Irrtümern einfach aufräumt und sie zu endlich auch wahr werdenden Heilsversprechen befähigt, noch ist die heutige Genom- und Proteomforschung eine bloße Fortsetzung schon immer verkehrter und unheilvoller Reifikationen mit neuen Mitteln.